新原則下高職有機(jī)化合物命名教學(xué)要點(diǎn)探討

吳昌勝 刁銀軍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 通過對(duì)《有機(jī)化合物命名原則2017》內(nèi)容的梳理，根據(jù)高職制藥類專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的需求，按照有機(jī)物命名步驟對(duì)有機(jī)物主鏈的選擇、主體基團(tuán)的確定標(biāo)準(zhǔn)、母體結(jié)構(gòu)的編號(hào)規(guī)定、取代基等前綴的排列順序等教學(xué)要點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié)，以便于師生盡快掌握新的命名原則。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 有機(jī)物命名;特性基團(tuán);主體基團(tuán);取代基順序

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）07-0082-03

有機(jī)化學(xué)作為高職制藥類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，有機(jī)化合物的命名是其重要教學(xué)內(nèi)容。1980年制定的《有機(jī)化學(xué)命名原則》，在我國已經(jīng)使用三十余年，一直是有機(jī)物命名教學(xué)參考的主要資料。國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）這些年來一直持續(xù)不斷地更新有機(jī)物命名規(guī)則，相較而言，我國對(duì)有機(jī)化合物命名規(guī)則的更新顯得較為遲緩。

2017年12月，中國化學(xué)會(huì)有機(jī)化合物命名審定委員會(huì)出版了《有機(jī)化合物命名原則2017》[1]，作為1980年版的增補(bǔ)修訂本，新命名原則的基本設(shè)想是，中文有機(jī)化合物的命名在基本原則上應(yīng)與當(dāng)前國際命名規(guī)則一致，因此參考了歷年來IUPAC推薦的命名原則文件;同時(shí)在形式上應(yīng)符合中文構(gòu)詞習(xí)慣，并易于與英文相互轉(zhuǎn)換，以便于國際交流。新命名原則與舊版相比有較大的變化，但是目前使用的大多數(shù)高職有機(jī)化學(xué)教材，對(duì)新命名原則作系統(tǒng)闡述的內(nèi)容仍然比較少[2]，相關(guān)論文的介紹也不符合高職教學(xué)的需求[3～5]。本文按有機(jī)物命名時(shí)“選母體（主鏈）—編號(hào)—寫名稱”的順序，從有機(jī)物主鏈的選擇、主體基團(tuán)的確定、母體結(jié)構(gòu)的編號(hào)、取代基的名稱及排列順序等方面歸納總結(jié)了新命名原則實(shí)施時(shí)的教學(xué)要點(diǎn)，以便于教師開展教學(xué)工作，也有助于相關(guān)專業(yè)學(xué)生迅速掌握基本的命名原則。

一、鏈烴類有機(jī)物主鏈的選擇

在舊的命名原則中，重鍵的優(yōu)先級(jí)要高于碳鏈的鏈長，例如圖1的有機(jī)物舊名為2-乙基-1-己烯，而新的命名原則規(guī)定，鏈烴類有機(jī)化合物主鏈的確定，優(yōu)先考慮鏈長，其次考慮鏈中所含重鍵的數(shù)量，然后再依次考慮雙鍵最多的鏈、雙鍵位次最低、取代基數(shù)目最多等，這種命名原則打破了原來不飽和鍵必須在主鏈上的規(guī)定，此時(shí)重鍵已不是首要因素，碳鏈的鏈長成為決定因素，圖1有機(jī)物應(yīng)命名為3-甲亞基庚烷。

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名稱：3-甲亞基庚烷

舊名：2-乙基-1-己烯

圖1 鏈狀烴主鏈的確定

二、多個(gè)特性基團(tuán)時(shí)主體基團(tuán)的確定

新命名原則對(duì)特性基團(tuán)作了一個(gè)不十分精確的定義：有機(jī)化合物中的取代基，與母體以非碳-碳鍵相連者，可稱作特性基團(tuán)或官能團(tuán)，包括：加在母體氫化物上的單個(gè)雜原子，如—Cl和=O;帶一個(gè)或多個(gè)氫或其他雜原子的雜原子，如—NH2，—OH，—SO3H;含有一個(gè)碳原子的雜原子基團(tuán)，如—COOH，—CN，—CHO和—NCO。因“官能團(tuán)”一詞在某些場合下難以認(rèn)定，因此命名時(shí)改而使用“特性基團(tuán)”。當(dāng)然，官能團(tuán)在不引起誤解的情況下，也可以作為特性基團(tuán)的俗稱使用。

有機(jī)物中如含多個(gè)特性基團(tuán)，命名時(shí)也只能有一個(gè)特性基團(tuán)用作后綴，這個(gè)基團(tuán)稱為主體基團(tuán)。主體基團(tuán)的選擇，按以下遞減方式排列的特性基團(tuán)類型的高位（優(yōu)先）次序來確定，即自由基>負(fù)離子>正離子>兩性離子化合物>羧酸>羧酸衍生物>醛>酮>醇（酚）>氫過氧化物>胺>亞胺>肼>醚、過氧化物，其中羧酸衍生物包括酸酐、酯、酰鹵、酰胺、酰肼、二酰亞胺、腈。圖2所示有機(jī)物中醚鍵、酮基、羧基這三個(gè)特性基團(tuán)里，羧基是三者中最優(yōu)先的，因此羧基是該有機(jī)物的主體基團(tuán)。

新命名原則規(guī)定，無環(huán)化合物在確定主鏈時(shí)特性基團(tuán)是最優(yōu)先考慮的，要選擇含最多個(gè)數(shù)、最優(yōu)先特性基團(tuán)的鏈確定為主鏈，然后再考慮鏈中含最多個(gè)數(shù)的雜原子、鏈骨架原子數(shù)、鏈中的重鍵數(shù)量等。圖2有機(jī)物中，除了確定的主體基團(tuán)羧基外，另外兩個(gè)特性基團(tuán)這時(shí)候作前綴分別描述為甲氧基和氧亞基，當(dāng)它們作為后綴時(shí)名稱則為某甲醚和某酮。類似—OR，=O這樣既能作前綴又能作后綴的特性基團(tuán)還有—NH2，—OH，—CN等多個(gè)，它們?cè)谧髑熬Y時(shí)的名稱分別是氨基、羥基、氰基，用作后綴時(shí)的名稱分別是胺、醇（酚）、腈。但有一些特性基團(tuán)只能用作前綴或在官能團(tuán)類別命名法中做類名，常見的有—X（鹵素）、—NO2（硝基）等。

三、母體結(jié)構(gòu)編號(hào)與前綴排列順序的確定

在確定了母體氫化物和主體基團(tuán)后，其他的特性基團(tuán)都視作取代基，以前綴列在主體名稱之前，這時(shí)對(duì)母體結(jié)構(gòu)的編號(hào)則按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，首先是額外氫標(biāo)明的位次最小，其次是作為命名后綴的主體基團(tuán)位次最?。▓D2的羧基碳編號(hào)為1），然后按無環(huán)母體中雜原子位次最小、不飽和鍵的位次最小、前綴中排列在前的取代基的位次最小等自上至下逐條對(duì)照，直至確定編號(hào)，圖2即可確定由羧基作為編號(hào)起點(diǎn)沿碳鏈往甲氧基方向依次編號(hào)。

取代基列出的順序不再采用CIP規(guī)則（Cahn-Ingold-Prelog Rule），而是根據(jù)IUPAC規(guī)定按英文字母順序先后列出，以與國際慣例接軌，這就需要學(xué)生另外掌握常見取代基的英文名?，F(xiàn)將常見取代基的結(jié)構(gòu)、名稱尤其是英文名列入表1（見文末）中，圖2的有機(jī)物即可按取代基排列順序命名為2-乙基-6-甲氧基-3-氧亞基己酸，取代基排列順序與英文名一致。

在列出取代基時(shí)，表示原子和未進(jìn)一步取代的取代基等的簡單前綴按其英文字母順序排列，表示它們個(gè)數(shù)的復(fù)數(shù)字頭不計(jì)入字母順序，但作為單一取代基名稱之中的字頭要考慮進(jìn)去;取代基名稱相同，但位次不同的，按位次的數(shù)字小大前后排列;取代基名稱相同，鄰間對(duì)位次不同的，按o-，m-，p-順序排列，如圖3例。

四、書寫時(shí)位次編號(hào)插入的位置

新命名原則規(guī)定，化合物命名中原子和基團(tuán)位次的標(biāo)明一律采用位次數(shù)字插入代表它們的名稱之前，這與以前的規(guī)定有所不同，例如圖4中原名稱2-丁烯，新命名原則下應(yīng)為丁-2-烯;原名稱1，4-苯二胺，現(xiàn)應(yīng)命名為苯-1，4-二胺。

五、其他原則

雙取代的烯烴化合物異構(gòu)體用cis-，trans-表達(dá)，不再使用“順”“反”，如圖5例，單環(huán)異構(gòu)體的標(biāo)記與此類似。三或四取代雙鍵化合物，與舊的命名原則相同，采用CIP順序規(guī)則，用Z、E來表示構(gòu)型，以斜體加括號(hào)作為立體詞頭寫在化合物名稱前面，如果有幾個(gè)雙鍵時(shí)，將Z、E結(jié)合雙鍵位置在化合物名稱前按位次遞增排列。

當(dāng)化合物中有2個(gè)或2個(gè)以上環(huán)或環(huán)系時(shí)，首先以環(huán)中含有最多個(gè)數(shù)最優(yōu)先、命名時(shí)作為后綴的特性基團(tuán)為標(biāo)準(zhǔn)來確定主環(huán)，如不能確定，則逐次以雜環(huán)優(yōu)于碳環(huán)、芳碳環(huán)和熳環(huán)環(huán)系優(yōu)于脂碳環(huán)、脂碳環(huán)中環(huán)原子數(shù)目多、氫化程度低、環(huán)（系）上作為前綴的取代基數(shù)目多等標(biāo)準(zhǔn)來確定主環(huán)。

六、結(jié)語

《有機(jī)化合物命名原則2017》對(duì)多環(huán)母體氫化物及天然產(chǎn)物這塊作了較大的內(nèi)容擴(kuò)充，也提出了“特性基團(tuán)”這樣新的概念，并且為了與國際接軌，更多地采納了IUPAC推薦的命名規(guī)則，要全面掌握這些規(guī)則哪怕對(duì)授課教師來說也需要時(shí)間，在這新舊命名原則并行的時(shí)候，還需要專業(yè)教師加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)提升，在有機(jī)物命名教學(xué)中既要把握新命名原則的教學(xué)要點(diǎn)，又要兼顧舊的命名原則，以便于學(xué)生更快速、更準(zhǔn)確地掌握命名方法，更好地服務(wù)于有機(jī)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國化學(xué)會(huì)有機(jī)化合物命名審定委員會(huì).有機(jī)化合物命名原則2017[M].北京：科學(xué)出版社，2018.

[2]王俊茹，張茂美，向亞林.有機(jī)化學(xué)（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021.

[3]馬寧，王光偉，張文勤.解讀《有機(jī)化合物命名原則2017》：新老命名原則的比較及常見取代基的命名[J].大學(xué)化學(xué)，2019，34（9）：116-120.

[4]羅千福，王朝霞.新原則下大學(xué)有機(jī)化學(xué)中“特性基團(tuán)化合物”的命名[J].化學(xué)教育，2019，40（10）：19-24.

[5]沈越，李小瑞.淺談中國化學(xué)會(huì)《有機(jī)化合物命名原則2017》的教學(xué)要點(diǎn)[J].大學(xué)化學(xué)，2020，35（7）：130-141.

編輯 張 慧